层状电磁复合材料是为满足器件的高频、宽带、集成化和微型化等高要求而提出的新一代电磁功能材料。由于电磁器件的功能往往利用结构的波动/谐振来实现或它们经常处于动态环境中,层状电磁复合材料的电磁耦合效应还具有强烈的频率依赖性,所以研究层状电磁复合材料与结构的动力学性能对于这类材料与结构的应用至关重要。本课题将针对层状电磁复合材料/结构中与器件相关的波动和振动特性,拟在考虑加速度、温度和介质等环境因素及界面结构、预置偏场、结构构型、材料匹配、畴壁运动等多尺度调控因素的基础上进行线性和非线性动力学建模,提出精确预测层状电磁复合材料与结构各种频段动力性能的理论体系和分析方法,研究耦合模态体波及表/界面波的传播规律,分析共振特性、稳态响应和瞬态响应,据此厘清各种调控因素对层合电磁功能材料与结构动力性能和电磁参数的影响,为新型电磁功能器件的研发、设计、制造、使用和检测提供直接的理论指导和方法支持。
magnetoelectric composite;laminated structure;dynamics;tuning mechanism;device design
结合电磁功能器件的研发、设计、制造、使用和检测等环节研究层状电磁复合材料和结构的动力学特性及其环境参数影响和相应的调控机制,在(1)层状电磁复合材料与结构中多种波的传播规律;(2)层状电磁复合材料与结构的自由振动特性和强迫振动响应;和(3)层状电磁复合材料电磁参数的频率依赖性及结构的动力设计等三个方面都取得了较好的进展,取得了预期的成果。共发表期刊论文82篇(其中SCI收录论文77篇),获得国家发明专利授权1项、计算机软件著作权登记1项。研究骨干中有1人入选青年拔尖人才支持计划和获基金委优秀青年基金资助及于2013年晋升教授,1人获浙江省杰出青年基金资助,1人于2014年晋升副教授,已培养博士毕业生5人、硕士毕业生8人。通过本项目的研究,一方面为新型电磁多功能器件的研制提供了丰富的技术储备,另一方面有力地促进了多场耦合力学等学科分支的发展。